线粒体解码神经元活动研究获进展

  中国科学院主动化研讨所研讨员韩华团队经过其自主研制的电镜三维成像和快速重建技能,初次展示小鼠运动皮层锥体神经元胞体和树突中数百个凯发k816线粒体的三维形状,发现神经元树突中线粒体依托较细的“线粒体纳米管道”衔接在一起(管道直径30-50纳米)的现象,有力支撑线粒体解码神经元活动的研讨。

  相关效果“Brain Activity Regulates Loose Coupling between Mitochondrial and Cytosolic Ca2+ Transients”11月21日在线发表于《天然-通讯》(Nature Communications),由北京大学分子医学研讨所程平和团队领衔。该研讨初次报导了脑神经元线粒体与胞质之间钙瞬变的概率性耦合以及其耦合度怎么受大脑信息加工活动的调理,该效果提醒了脑内重要的细胞能量工厂——线粒体,是怎么解码神经元活动模态,然后精准调控脑动态能量代谢的新现象和新机制。

  作为该项研讨的重要合作者,韩华团队首要制备和成像重染细胞膜的小鼠运动皮层样品,获取皮层L1和L2/3区域的电镜三维数据(分辨率5nm*5nm*50nm、规模40.9um*40.9um*35.4um和81.9um*81.9um*19.2um);其次,针对上述数据建立了一套高准确率的线粒体主动识别与快速重建计划,提取了大多数线粒体的精密三维结构;最终,运用统计剖析发现,与神经元树突线粒体比较,胞体中线粒体的均匀长度、均匀体积和体积占比更少,标明线粒体在细胞内不同部位的散布与细胞部分的功用密切相关,详细成果见论文图1。

  团队成员李琳琳(第2作者)、肖驰(第6作者)作为首要人员完成了上述研讨,陈曦、李国庆、沈丽君、谢启伟、张丽娜、马雄图等在过程中给予了协助和支撑。

  韩华带领的脑微观重建与智能剖析团队一向致力于处理微观神经大数据重建功率低下的难题,为脑科学和类脑智能研讨供给突触水平神经结构重建所需的技能服务、处理计划和同享渠道。团队从突触衔接水平上解析脑网络结构和模型,从样品制备、主动切片、显微成像、图画组成及三维重建等关键技能攻关,提高数据获取和标示剖析功率,将成像体系与上游的样品制备体系和下流的数据剖析体系集成,成功研制突触水平神经大数据重建渠道和生物高通量电镜三维印象体系,先后经过北京市和中科院的技能检验,形成了具有自主知识产权的一站式、大体量、高通量的微观脑图谱处理计划。一起,该计划在北京怀柔综合性国家科学中心脑认知功用图谱与类脑智能穿插研讨渠道中起到了重要支撑效果。

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